專利名稱：可編程變頻電機節電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及節能控制裝置，特別是一種變頻電機節電裝置。
背景技術：
變頻電動機廣泛應用于各種電力傳動裝置中，其用電量占電網總負荷一半以上。由于變頻電機并不總是工作在滿載狀態，大多數長時間在空載或輕載狀態下運行，電機功率因數很低，效率很差，因此造成電能的極大浪費。目前，多通過變頻器改變交流電機的電源頻率和電壓，對電機進行調速控制，從而實現節能目的。但是，交流電機和變頻器的匹配問題，導致變頻器難以輸出精確的U/f給電動機，因此難以進一步提高節能效果。同時，由于變頻器電路應用交變直，又由直變交的AC-DC-AC變換技術，AC-DC變換產生大量諧波干擾，DC-AC變換產生電磁噪音干擾。諧波分量為50Hz的奇次分量，通常把3Hz以下的干擾稱為諧波干擾，3Hz以上的干擾稱為電磁噪聲。變頻器的諧波和電磁噪聲會對電網造成污染，影響電網運行，甚至造成社會問題，這是制約變頻器大量推廣使用的根本性原因。
發明內容
為解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種節能效率高，抑制電磁噪聲干擾和諧波干擾效果良好的可編程變頻電機節電裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的一種可編程變頻電機節電裝置，主要包括變頻器，其變頻器輸入端設有一與電動機連接的可進行自適應控制的電動機參數離線設定系統；變頻器的輸入端和輸出端分別串聯有線噪聲濾波器；在變頻器的輸入端設置一并聯無源補償裝置；在變頻器主電路中設置一串聯補償裝置。
上述的電動機參數離線設定系統包括自檢測控制環節和速度調節環節，其輸入端分別通過模/數轉換器與電動機連接輸入電動機參數，其輸出端分別通過電流控制環節與變頻器連接輸出電壓和頻率，形成兩個循環回路。
上述的線噪聲濾波器由線心線圈構成，內含4匝3圈纏繞。
上述的并聯無源補償裝置為由R、L、C聯接而成的同步濾波器及高通濾波器，與變頻器并聯接向電源。
上述的串聯補償裝置為一直流電抗器，串聯于變頻器主電路中的橋式整流和電容濾波器之間。
本實用新型在原系統接線的基礎上，利用計算機網絡獨特的“電動機在線自適應算法”進行電動機參數檢測，能實現精確的電動機參數測定，并把測定的結果通過編程輸入到變頻器中，變頻器修正參數后再加到電動機中，然后再次進行檢測，形成一個閉環的多次適應性檢測，從而可實現精確的節能運算控制，節電效果明顯，在典型應用中節電效率可達70％以上，一般電動機可達43％以上。同時，利用線噪聲濾波法和無源并聯-串聯補償法，能有效地抑制電磁干擾和諧波干擾。
圖1是本實用新型電動機參數離線設定系統結構圖。
圖2是本實用新型線噪聲濾波器的安裝示意圖。
圖3是本實用新型無源并聯補償裝置的接線圖。
圖4是本實用新型串聯補償裝置的接線圖。
圖5是本實用新型變頻器抗干擾配件的安裝示意圖。
圖6是本實用新型的電氣接線圖。
具體實施方式
本實用新型主要包括一變頻器1。變頻器1輸出端與電動機M連接，輸入端設有一可進行自適應控制的電動機參數離線設定系統，該系統與電動機M連接，形成循環回路。如圖1所示，電動機參數離線設定系統包括自檢測控制環節II和速度調節環節III，兩個環節的輸入端分別通過12線、模/數轉換器A/D與電動機M連接輸入電動機參數，輸出端分別通過電流控制環節I、6線與變頻器連接輸出電壓和頻率，形成自檢測和自調速兩個循環回路。速度調節環節III在自檢測時斷開。自檢測需采集的信號主要是指令電流Im1、It1和電動機轉速n以及Um1和Ut1的階躍響應，具體測試項目包括定子電阻R1、轉差系數Ks和轉矩系數Kt。完成電動機參數離線自設立后，把電動機參數寫入變頻器1的內部寄存器進行寄存，通過變頻器1指令，起動變頻器的模型自適應系統，實際節電系統對電動機參數在線修正。
具體步驟如下①將電動機M額定參數輸入功能碼P01、P02和P03內；極數功能碼為P01，設定值2～14極容量功能碼為P02，設定值0.01～500kW額定電流功能碼為P03，設定值0.00～2000A②將功能碼P04設定為2，電動機M停轉，系統自檢測電動機M的定子電阻R1％和50Hz下的總漏抗X％，自動輸入功能碼P05；③將功能碼P04設定為3，電動機M處于停轉狀態，測R1％和X％后，電動機M在相應頻率下轉動，再自動測量電動機M空載電流I0，并將測出的參數自動寫入P06、P07和P08；④將功能碼P04設定為0，自檢測不動作，功能碼P05設定為1，電機參數在線自調整動作，使自檢測狀態變為自動速度調節狀態；⑤電動機轉差補償輸入功能碼P09。
設定值計算式＝基本頻率×轉差/同步轉速(Hz)一般取在0.00～15.00Hz范圍內。
為抑制電磁噪聲干擾和諧波干擾，如圖5所示，本實用新型采用了線噪聲濾波技術和無源串-并聯補償技術。一避雷器5與本實用新型并聯接入電源。在變頻器1的輸入端和輸出端分別串聯有線噪聲濾波器2(如圖2所示)，由線心線圈構成，由于纏繞的圈數越多，其濾波效果越好，本實用新型中使用的線噪聲濾波器2內含3圈纏繞(4匝)，對數百千赫茲以上的噪聲效果顯著。無源補償裝置與變頻器1并聯接向電源，如圖3所示，在變頻器1的輸入端，并聯有由電容Cl、電感L1組成的同步濾波器3和由電容C2、電感L2以及電阻R2組成的高通濾波器4，由特定的參數匹配，使對特定的奇次諧波形成諧振，從而達到吸收高次諧波的目的，使諧波就地吸收，不反送到電網中，從而抑制變頻器諧波對電網造成的污染。在變頻器1的主電路中，斷開原來橋式整流和電容濾波器之間的連接，加設一直流電抗器DCL(如圖4所示)，可增加變頻器的輸入阻抗，大大提高變頻器1的功率因素，可有效抑制諧波干擾。
本裝置GK的輸入端順序連接變送器、屏蔽，最后外接傳感器，而輸出端通過導線與電動機M連接，如圖6所示，加設于原電氣接線系統(圖6虛線框部分)，安裝時不需改變原接線系統，安裝非常方便。
權利要求1.一種可編程變頻電機節電裝置，主要包括變頻器，其特征是所述變頻器輸入端設有一與電動機連接的可進行自適應控制的電動機參數離線設定系統；變頻器的輸入端和輸出端分別串聯有線噪聲濾波器；在變頻器的輸入端設置一并聯無源補償裝置；在變頻器主電路中設置一串聯補償裝置。
2.根據權利要求1所述的可編程變頻電機節電裝置，其特征是所述的電動機參數離線設定系統包括自檢測控制環節和速度調節環節，其輸入端分別通過模/數轉換器與電動機連接輸入電動機參數，其輸出端分別通過電流控制環節與變頻器連接輸出電壓和頻率，形成兩個循環回路。
3.根據權利要求1所述的可編程變頻電機節電裝置，其特征是所述的線噪聲濾波器由線心線圈構成，內含4匝3圈纏繞。
4.根據權利要求1所述的可編程變頻電機節電裝置，其特征是所述的并聯無源補償裝置為由電阻、電感、電容聯接而成的同步濾波器及高通濾波器。
5.根據權利要求1所述的可編程變頻電機節電裝置，其特征是所述的串聯補償裝置為一直流電抗器，串聯于變頻器主電路中的橋式整流和電容濾波器之間。
專利摘要本實用新型涉及一種可編程變頻電機節電裝置，主要包括一變頻器，該變頻器輸入端設有一與電動機連接的可進行自適應控制的電動機參數離線設定系統；變頻器的輸入端和輸出端分別串聯有線噪聲濾波器；在變頻器的輸入端設置一并聯無源補償裝置；在變頻器主電路中設置一串聯補償裝置。本實用新型利用“電動機在線自適應算法”進行電動機參數檢測，并把測定的結果通過編程輸入到變頻器中，從而可實現精確的節能運算控制，節電效果明顯，在典型應用中節電效率可達70％以上，一般電動機可達43％以上。同時，利用線噪聲濾波法和無源并聯－串聯補償法，能有效地抑制諧波干擾和電磁干擾。
文檔編號H02K11/00GK2632938SQ0326772
公開日2004年8月11日 申請日期2003年7月17日 優先權日2003年7月17日
發明者俞展新, 鐘欽全, 梁舜曉 申請人:廣州金關節能科技發展有限公司